DE2510826C3

DE2510826C3 - Hydroponic plant with increased nutrient solution reserve

Info

Publication number: DE2510826C3
Application number: DE19752510826
Authority: DE
Inventors: Gerhard Bern Baumann
Original assignee: Interhydro Ag, Bern
Priority date: 1974-03-29
Filing date: 1975-03-12
Publication date: 1977-05-26

Description

Die Erfindung betrifft eine Hydrokultur-Anlage mit erhöhter Nährlösungsreserve, mit einem Gefäß, welches mindestens eine Pflanze, ein Substrat und die Nährlösungenthält. The invention relates to a hydroponic system with increased nutrient solution reserve, with a vessel which contains at least one plant, one substrate and the nutrient solution.

Bekannte Anlagen dieser Art, welche bisher zur Hauptsache in geschlossenen Räumen Verwendung fanden, weisen ein Gefäß auf, in welches einzelne Pflanzen in Einzelbehältern eingesetzt sind. Der die Einzelbehälter umgebende Raum des Gefäßes wird vollständig mit einem Substrat gefüllt. Dieses Substrat besteht bei modernen Anlagen aus Blähton-Kugeln. Dieses Substrat nimmt im unteren Teil des Gefäßes, in welchem sich die Nährlösung befindet, einen erheblichen Anteil des totalen Volumens ein. Da andererseits zur Gewährleistung eines optimalen Wachstums der Pflanzen das Nährlösungsniveau einen bestimmten Höchststand nicht überschreiten soll, ist die Nährlösungsreserve verhältnismäßig beschränkt, und es muß daher in verhältnismäßig kurzen Abständen Nährlösung und/oder Wasser nachgefüllt werden. Das Substrat begünstigt außerdem durch seine Kapillarität die direkte Verdunstung von Wasser aus dem Gefäß an die Substratoberfläche. Versuche haben gezeigt, daß je nach Gefäßhöhe, Art der Bepflanzung und Kapillarität des Substrates 6- bis lOmal mehr Flüssigkeit durch Verdunstung verloren geht als die Pflanzen der Nährlösung entziehen. Einen besonders hohen Verlust durch Verdunstung stellt man bei der Anwendung der Hydrokultur im Freien fest, welche Anwendung neuerdings auf großes Interesse stößt.Known systems of this type, which have hitherto mainly been used in closed rooms, have a vessel in which individual plants are placed in individual containers. The space of the vessel surrounding the individual containers is completely filled with a substrate. In modern systems, this substrate consists of expanded clay balls. This substrate takes up a considerable proportion of the total volume in the lower part of the vessel in which the nutrient solution is located. On the other hand, since the nutrient solution level should not exceed a certain maximum level in order to ensure optimal growth of the plants, the nutrient solution reserve is relatively limited, and nutrient solution and / or water must therefore be refilled at relatively short intervals. With its capillarity, the substrate also favors the direct evaporation of water from the vessel to the substrate surface. Experiments have shown that, depending on the height of the vessel, the type of planting and the capillarity of the substrate, 6 to 10 times more liquid is lost through evaporation than the plants withdraw from the nutrient solution. A particularly high loss due to evaporation can be found when using hydroponics outdoors, which application has recently met with great interest.

ίο Man hat bereits versucht, das zum Einbringen von Nährlösung verfügbare Volumen zu vergrößern, indem man am Boden des Gefäßes Blumentöpfe, vorzugsweise Kunststoff-Blumentöpfe, verkehrt aufstellt. Das Substrat kann dann nicht in den Innenraum der Blumentöpfe eindringen, so daß derselbe vollständig zur Aufnahme von Nährlösung zu,- Verfügung steht. Das Einbringen von Blumentöpfen ist jedoch verhältnismäßig umständlich und arbeitsintensiv. Außerdem sind Blumentöpfe sperrig und lassen sich deshalb nur schwer in die nochίο One has already tried to bring in Enlarge nutrient solution available volume by placing flower pots at the bottom of the vessel, preferably Plastic flower pots, placed upside down. The substrate cannot then enter the interior of the flower pots penetrate, so that it is completely available for the uptake of nutrient solution. Bringing in of flower pots is relatively cumbersome and labor-intensive. There are also flower pots bulky and therefore difficult to get into

vorhandenen Hohlräume einbringen. Der Materialverbrauch ist außerdem erheblich und der Volumengewinn verhältnismäßig bescheiden. Im übrigen erfolgt keine wirksame Unterbrechung der Wasserverdunstung mlol ge der Kapillarität des Substrates.bring in existing cavities. The material consumption is also considerable and the gain in volume relatively modest. Otherwise there is none effective interruption of water evaporation mlol ge the capillarity of the substrate.

Es ist auch bekannt, als Substrat Kunststoffborsten /u verwenden, doch ist auch in diesem Falle der Volumengewinn bescheiden, der Materialaufwand erheblich und die Verdunstung durch Kapillarität nicht wirksam begrenzt.It is also known to use plastic bristles as a substrate use, but in this case, too, the gain in volume is modest and the cost of materials is considerable and does not effectively limit evaporation by capillarity.

Es ist ferner bekannt, in einer Hydrokultur-Anlage einzelne Pflanzstellen durch eine Leitung /u verbinden, die ihrerseits mit einem Nährflüssipkeitsreservoir in Verbindung steht und laufend neue Nahrflüssigkeit an die einzelnen Pflanzstellen zuzuführen gestattet (GB-PS 11 98 837). Diese Anlage eignet sich jedoch nicht /ur Kultur von Pflanzen in einzelnen, geschlossenen Gefäßen, wie sie für Zierbepflanzungen üblich ist.It is also known to connect individual planting sites in a hydroponic system with a line / u, which in turn with a nutrient liquid reservoir in Connection is and constantly new nutrient liquid to supply the individual planting sites (GB-PS 11 98 837). However, this system is not suitable for / ur Cultivation of plants in individual, closed vessels, as is customary for ornamental plants.

Es ist das Ziel der Erfindung, mit geringem Material- und Arbeitsaufwand eine bedeutende Erhöhung der Nährlösuiigsreserve und eine wirksame Herabsetzung der Wasserverdunstung durch das Substrat im Pflan/geläß zu erzielen. Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß in das Gefäß bis über das Höchstniveau der Nährlosung dünnwandige, hohle Verdrangerkörpcr eingebracht sind, über welchen sich eine Abdeckung befindet. Vorzugsweise wird als Abdeckung Substrat eingefüllt. Die dünnwandigen, hohlen Verdrängerkörper können als Schüttmaterial in einfachster Weise in das Gefäß eingefüllt werden, und sie nehmen in dem zur Aufnahme der Nährlösung bestimmten unteren Teil des Gefäßes einen äußerst geringen Anteil am Volumen ein. Da die dünnwandigen, vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Verdrängerkörper keine Kapillarität und völlig dampfundurchlässige Wandungen aufweisen, verhindem sie weitgehend die Verdunstung von Wasser durch das Substrat.It is the aim of the invention, with little material and labor a significant increase in the nutrient reserve and an effective reduction the evaporation of water through the substrate in the plant to achieve. According to the invention it is provided that in the vessel to above the maximum level of the nutrient solution thin-walled, hollow displacement bodies are introduced, over which a cover is located. Substrate is preferably filled in as a cover. The thin-walled, hollow displacement body can be filled as bulk material in the simplest way in the vessel, and they take in the for inclusion the lower part of the vessel accounts for an extremely small proportion of the volume of the nutrient solution. Since the thin-walled, preferably made of plastic displacement body no capillarity and completely have vapor-impermeable walls, they largely prevent the evaporation of water through the substrate.

Die Verdrängungskörper sind vorzugsweise als dünnwandige, beidseitig offene Hohlzylinder ausgebildet. Es spielt keine Rolle, in welcher Lage sich diese beidseitig offenen Hohlkörper im Substrat befinden. Sie werden stets praktisch vollständig gefüllt, wenn sie sich unterhalb des Niveaus der Nährlösung befinden, und sie entleeren sich auch praktisch vollständig, wenn die Nährlösung aus dem Gefäß abgesaugt wird, so daß keine stehenden schädlichen Rückstände verbleiben.The displacement bodies are preferably designed as thin-walled hollow cylinders that are open on both sides. It does not matter in which position these hollow bodies, which are open on both sides, are in the substrate. she are always practically completely filled when they are below the level of the nutrient solution, and they also empty practically completely when the nutrient solution is sucked out of the vessel, so that no standing harmful residues remain.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert:
Fig. 1 zeigt einen schematischen VertikalschnittThe invention will now be explained in more detail with reference to the drawing:
Fig. 1 shows a schematic vertical section

durch eine gemäß der Erfindung aufgebaute Hydrokultur-Anlage undby a hydroponic plant constructed according to the invention and

Fig.2 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Verdrängungskörper.2 shows a section through an inventive Displacement body.

Die Anlage nach Fig. 1 weist ein wasserdichtes Gefäß 1 auf, in welches durchbrochene Zylinder 2, beispielsweise aus Kunststoff, eingesetzt sind. Ferner ist ein Gieß- und Absaugrohr 3 sowie ein Wasse; Standsanzeiger 4 an sich bekannter Art eingesetzt. Im unteren Teil des Gefäßes, nämlich bis auf Niveau 5, sind dünnwandige, hohle, beidseitig offene Verdrängungskörper 6 aus Kunststoff eingefüllt. Der Querschnitt eines solchen Verdrängungskörpers ist in F i g. 2 dargestellt. Es handelt sich um einen zylindrischen, dünnwandigen, tiefgezogenen Teil aus Kunststoff, der i$ an einem Ende einen mit einer Durchbrechung 7 versehenen Boden 8 und am andern Ende einen schmalen, versteifenden Flansch 9 aufweist. Die Wandstärke des Verdrängungskörpers beträgt vorzugsweise etwa 0,2 bis 0,5mm, die axiale Länge betragt ungefähr 2 cm und der Durchmesser 1,5 bis 2 cm. Das Niveau 5, bis auf welches Verdrängungskörper 6 aufgeschüttet sind, liegt über einer Überlauföffnung 10 des Gefäßes 1. Über der Schüttiing von Verdrängungskörpern 6 befindel sich ein Substrat üblicher Art. beispielsweise Blähton-Kugeln, die unter der Bezeichnung »Leca« bekannt sind. In die Zylinder 2 werden einzelne Pflanzenbehäher 12 mit Pflanzen 13 eingebracht. Diese Pflanzcnbehälier 12 können zum Ersatz von Pflanzen einzeln ausgehoben und durch andere ersetzt, gegebenenfalls auch im Zylinder 2 gedreht werden, um die Pflanze in eine günstigere Stellung zu bringen. Bei der Erstellung der Anlage wird so vorgegangen, daß vorerst die Zylinder 2. dann in diese die Pfianzenbehältcr 12, ferner das Gieß- und Absaugroh- 3 und der Wasserstandsanzeiger 4 in das Gefäß gestellt werden. Dann werden die Verdrängungskörper 6 bis auf das Niveau 5 aufgeschüttet und schließlich das Substrat 11 eingefüllt. Schließlich wird dann durch das Gieß- und Absaugrohr 3 Nährlösung bis auf ein gewünschtes, unterhalb des Niveaus 5 liegendes Niveau aufgefüllt, höchstens aber auf das durch den Überlauf 10 bestimmte Niveau.The system according to FIG. 1 has a watertight vessel 1 into which perforated cylinders 2, for example made of plastic, are inserted. Furthermore, a pouring and suction pipe 3 and a water; Level indicators 4 of a known type are used. In the lower part of the vessel, namely up to level 5, thin-walled, hollow displacement bodies 6 made of plastic, open on both sides, are filled. The cross section of such a displacement body is shown in FIG. 2 shown. It is has a cylindrical, thin-walled, deep-drawn part made of plastic, which i $ a bottom at one end provided with an opening 7 and 8 at the other end a narrow stiffening flange. 9 The wall thickness of the displacement body is preferably approximately 0.2 to 0.5 mm, the axial length is approximately 2 cm and the diameter 1.5 to 2 cm. The level 5, up to which displacement bodies 6 are heaped, lies above an overflow opening 10 of the vessel 1. Above the bulk of displacement bodies 6 there is a substrate of the usual type, for example expanded clay balls known as "Leca". Individual plant containers 12 with plants 13 are introduced into the cylinder 2. To replace plants, these plant containers 12 can be lifted out individually and replaced by others, if necessary also rotated in the cylinder 2 in order to bring the plant into a more favorable position. When creating the system, the procedure is that first the cylinder 2. then the plant container 12, then the pouring and suction tube 3 and the water level indicator 4 are placed in the vessel. Then the displacement bodies 6 are poured up to the level 5 and finally the substrate 11 is filled. Finally, nutrient solution is then topped up through the pouring and suction pipe 3 up to a desired level below the level 5, but at most to the level determined by the overflow 10.

Wie bereits erwähnt, verbleibt im Bereiche der Verdrängungskörper oder Füllkörper 6 ein verhältnismäßig groL'cs Volumen zum Einfüllen von Nährlösung. Über dem Niveau der Nährlösung ist die Kapillarität praktisch unterbunden, so daß die Verdampfung von Wasser verhältnismäßig unbedeutend ist. Damit können die Gießintervalle ganz erheblich, nämlich um mehrere Tage oder Wochen, verlängert werden. Ein Versuch mit unbepflanzten Gefäßen hat beispielsweise ergeben, daß aus einem mit bisher üblicher Substratfüllung versehenen Gefäß innerhalb von 4, 5 Monaten alles Wasser vollständig verdunstet war. Bei einem entsprechenden, gemäß Fig. 1 ausgerüsteten Gefäß waren nach 1 Jahr noch 25 % des ursprünglich eingefüllten Wassers vorhanden. Durch die erheblich herabgesetzte Verdunstung von Wasser kann die Bedienung zusätzlich vereinfacht werden, indem nämlich immer nur noch Nährlösung einer bestimmten Konzentration, aber nie mehr reines Wasser zur Verdünnung nachgefüllt werden muß. Diese Vereinfachung wird auch dadurch ermöglicht, daß erfahrungsgemäß die Pflanzen eine verhältnismäßig hohe Überkonzentration an Nährstoffen in der Lösung vertragen. Das außerordentlich geringe Gewicht der Verdrängungskörper wirkt sich günstig aus auf das gesamte Gewicht der Anlage. Es ist bekannt, daß bei der Hydrokultur das Wachstum der Pflanzen durch möglichst niedrigen Wasserstand begünstigt wird. Die oben beschriebene Vergrößerung des für die Nährlösung verfügbaren Volumens gestaltet nun auch, für eine gewünschte gegebene Nährlösungsreserve einen niedrigeren Wasserstand zu wählen. Einer der wesentlichsten Vorzüge besteht außerdem darin, daß - dank der verhältnismäßig hohen Nährlösungsreserve und der geringen Verdunstung — die Verwendung von Hydrokultur-Anlagen im Freien stark begünstigt und in vielen Fällen erst möglich wird.As already mentioned, a proportion remains in the area of the displacement body or filler body 6 large volume for filling in nutrient solution. The capillarity is above the level of the nutrient solution practically prevented, so that the evaporation of water is relatively insignificant. So can the casting intervals can be extended considerably, namely by several days or weeks. A try with unplanted vessels has shown, for example, that from a vessel provided with the previously usual substrate filling, all water within 4, 5 months had completely evaporated. In the case of a corresponding vessel equipped according to FIG. 1, after 1 year 25% of the originally filled water is still available. Due to the significantly reduced evaporation of water, the operation can also be simplified, namely by always only Nutrient solution of a certain concentration, but never refilled with pure water for dilution must become. This simplification is also made possible by the fact that experience has shown that the plants have a tolerate relatively high overconcentration of nutrients in the solution. That extraordinary the low weight of the displacement body has a favorable effect on the overall weight of the system. It is known that in hydroponics, the growth of plants is achieved through the lowest possible water level is favored. The above-described enlargement of the volume available for the nutrient solution is designed now also to choose a lower water level for a given nutrient solution reserve. One The main advantages are that - thanks to the relatively high nutrient solution reserve and the low level of evaporation - the use of outdoor hydroponics is strong favored and in many cases only possible.

Die Abdeckung aus Substrat kann wesentlich dünner sein als in der Zeichnung dargestellt, wobei es genügt, die sehr leichten Verdrängerkörperchcn zu belasten und zu decken, damit sie nicht weggeweht werden können. Anstelle von »Leca« kann jedes andere technisch und ästhetisch geeignete Material für die Abdeckung verwendet werden.The cover made of substrate can be much thinner than shown in the drawing, it being sufficient to strain and cover the very light displacement bodies so that they cannot be blown away. Instead of »Leca«, any other technically and aesthetically suitable material can be used for the cover be used.

Es ist auch möglich, in größere freie Räume zwischen Zylindern 2, Gieß- und Absaugrohr 3 und Wasserstandsanzeiger 4 größere, hohle Füllkörper auf den Boden des Gefäßes I zu stellen und damit Verdrängerkörper zu sparen.It is also possible to put in larger free spaces between Cylinders 2, pouring and suction pipe 3 and water level indicator 4 larger, hollow packing on the bottom of the To place the vessel I and thus to save the displacer.

Die Verdrängerkörper 6 können geschlitzte oder gelochte Wandungen aufweisen oder aus Geflecht oder Netz bestehen. Die Verdrängerkörper könnten auch kugelförmig sein.The displacement body 6 can have slotted or perforated walls or made of braid or Network. The displacement bodies could also be spherical.

Die Verdrängerkörper 6 können auch aus einem anderen, vorzugsweise antikappillarcn und somit die Verdunstung hemmenden Material als Kunststoff, z. B. einem geeigneten Metall oder keramischen Material bestehen.The displacement bodies 6 can also consist of another, preferably antikappillarcn and thus the Evaporation-inhibiting material as plastic, e.g. B. a suitable metal or ceramic material exist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Hydroponic system with increased nutrient solution reserve, with a vessel which contains at least one Plant, a substrate and the nutrient solution, characterized in that in the vessel thin-walled, hollow displacement bodies are inserted up to the maximum level of the nutrient solution, over which there is a cover,

2. Plant according to claim 1, characterized in that that a different type of substrate is filled as a cover.

3. Plant according to claim 1 or 2, characterized in that at the bottom of the vessel Packing bodies are set up, which are much larger are as a displacement body, and that displacement body between and above the packing condition.

4. Plant according to one of claims 1 to 3, characterized in that the displacement body as thin-walled hollow cylinders open on both sides (6) are formed.

5. Plant according to claim 4.didurch characterized in that the displacement body at one end have a perforated bottom (81.

6. Installation according to claim 5, characterized in that the displacement body at the arideren end have a stiffening flange (9) aul.

7. Plant according to one of claims 1 to 6, characterized in that the displacement body made of anti-capillary material:

8. Plant according to claim 7, characterized in that the displacement body is deep-drawn Plastic parts are.

9. Installation according to one of claims 1 to 8, characterized in that the wall of the displacement body is slotted or perforated.

10. Plant according to claim 1 to 4 or 7 to 9, characterized in that spherical displacement bodies are provided.

11. Plant according to one of claims 1 to 10. characterized in that the displacement bodies consist of mesh or mesh.